PL170443B1 - Mieszadło ultradźwiękowe - Google Patents

Abstract

Mieszadło ultradźwiękowe, składające się z dwóch falowodowych elementów półcylindrycznych tworzących naczynia w kształcie cylindra oraz z przetworników piezoelektrycznych, znamienne tym, że ma dwa przetworniki piezoelektryczne (4, 4') umieszczone stycznie do zewnętrznej powierzchni naczynia cylindrycznego (1,1'1, każdy na jednym półcylindrze (1) i (1'1 po przeciwnych stronach, w pobliżu warstw (3, 3'1 łączących półcylindry (1,1').

Description

Przedmiotem wynalazku jest mieszadło ultradźwiękowe.

Znane są mieszadła ultradźwiękowe jak na przykład z opisu zgłoszeniowego P-297 710, z pionowym wymuszaniem ruchu cieczy. W mieszadłach tych fale płytowe biegną koncentrycznie ku środkowi tarczy i po wejściu w obszar z cieczą odpromieniowują swą moc do tej cieczy, jednocześnie przekształcając się w fale podłużne w cieczy. Fale te są zbieżne nie w punkcie, ale w linii (ognisko liniowe), a linia ta pokrywa się z osią tarczy. Skupione w ognisku liniowym fale ultradźwiękowe wywołują pewne nadciśnienie i związany z tym ruch pionowy cieczy wzdłuż osi naczynia cylindrycznego. W przypadku mieszania cieczy gęstych powstają obszary martwe, w których ruch cieczy jest minimalny.

Wady tej nie posiada mieszadło według wynalazku.

Mieszadło ultradźwiękowe według wynalazku ma dwa przetworniki piezoelektryczne umieszczone stycznie do zewnętrznej powierzchni naczynia cylindrycznego, każdy na jednym półcylindrze po przeciwnych stronach, w pobliżu warstw łączących te półcylindry. Korzystnie elementy półcylindryczne mają styczne przedłużenia, na których zamocowane są przetworniki piezoelektryczne.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia mieszadło w postaci cylindrycznej, a fig. 2 przedstawia mieszadło w postaci cylindrycznej z dwoma przedłużeniami.

Mieszadło według fig. 1 składa się z dwóch elementów półcylindrycznych 1i 1', złączonych z jednolitym dnem cienkościennym 2. Półcylindry są połączone między sobą warstwami 3 i 3', łączącymi półcylindry, charakteryzującymi się małą impedancją akustyczną (klej, cienkie folie metalowe itp.). Na zewnętrznej powierzchni obu półcylindrów w pobliżu warstw łączących, znajdują się przetworniki piezoelektryczne 4 i 4' drgań ścinania.

Przetworniki te, złączone w sposób trwały z półcylindrami 1i 1', zasilane przemiennym napięciem elektrycznym o częstotliwości rezonansowej ich drgań, wytwarzają fale giętne 5 i 5' propagujące się wzdłuż obwodu półcylindrów 1 i 1' tylko w jedną stronę.

Propagacja fal 5 i 5' tylko w jedną stronę jest możliwa dzięki temu, że fale wysyłane przez przetworniki 4 i 4' w stronę warstw 3, 3' łączących półcylindry ulegają odbiciu od tych warstw, dzięki ich małej impedancji.

Gdy ścianki półcylindrów 1 i 1' mają grubość g > tzn. taką, że propagujące się fale 5, 5' mają prędkość większą niż prędkość fal podłużnych 6 w cieczy 7 wypełniającej naczynie, następuje odpromieniowanie fal 5, 5' do cieczy 7 pod pewnym kątem do promienia, zależnym od stosunku prędkości fal giętnych 5, 5' do prędkości fal podłużnych 6 cieczy.

170 443

Podłużne fale 6 w cieczy 7 przecinają się na okręgu 8, którego promień jest mniejszy od promienia naczynia cylindrycznego. W punkcie przecięcia promienia natężenie fali jest nąjwięKsze i nadciśnienie związane z tą falą jest maksymalne. Powoduje ono wirowy ruch cieczy 7. Jeśli w cieczy 7 zanurzona jest np. puszka z farbą, to fale 6 przejdą przez cienkie ścianki puszki i skupione wewnątrz puszki, spowodują wymieszanie się farby.

Wysyłane fale 5 i 5' w pobliżu jednej warstwy łączącej, z powodu odpromieniowania do cieczy 7, docierają do drugiej warstwy łączącej prawie całkowicie wytłumione i dzięki temu nie ma odbić od przeciwnej warstwy oraz nie ma fali stojącej.

W mieszadle ultradźwiękowym w wersji przedstawionej na fig. 2, na przedłużeniach 9 i 9' umieszczone są przetworniki piezoelektryczne w dowolnej ilości, przez co można zwiększyć moc akustyczną fali giętnej.

Mieszadło ultradźwiękowe może znaleźć zastosowanie do mieszania substancji znajdujących się w puszkach hermetycznie zamkniętych oraz do mycia przedmiotów o cylindrycznych kształtach.

FIG 2

170 443

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Mieszadło ultradźwiękowe, składające się z dwóch falowodowych elementów półcylindrycznych tworzących naczynie w kształcie cylindra oraz z przetworników piezoelektrycznych, znamienne tym, że ma dwa przetworniki piezoelektryczne (4, 4') umieszczone stycznie do zewnętrznej powierzchni naczynia cylindrycznego (1, 1'), każdy na jednym półcylindrze (1) i (1') po przeciwnych stronach, w pobliżu warstw (3, 3') łączących półcylindry (1,1').
2. 2. Mieszadło według zastrz. 1, znamienne tym, że falowodowe elementy półcylindryczne (1, 1') mają styczne przedłużenia (9, 9'), na których zamocowane są przetworniki piezoelektryczne (4,4').